سنجش ذرات در کیهان اولیه

[Interstellar]

طبق پیش‌بینی مدل‌های خاصی، انرژی تاریک که انبساط کیهان را سرعت می‌بخشد، میدانی است که در طول زمان‌های کیهانی تغییر می‌کند. این می‌تواند بدان معنی باشد که برخی کمیت‌های بنیادی خاص که جرم‌ها و نیروها را به هم مرتبط می‌کنند در زمان‌های بسیار قدیم متفاوت بوده‌اند. اما تحلیل جدیدی از طیف رسیده از میدان‌های کوازاریِ خیلی دور هیچ مدرکی مبنی بر متفاوت بودن خط‌های مولکولی تولید شده در 12 میلیارد سال پیش نیافته‌اند و بنابراین نشانه‌ای از تغییر در نسبت جرم پروتون-الکترون وجود ندارد.

یک توضیح ممکن برای انرژی تاریک این است که مشابه با میدان هیگز، از میدان اسکالری که تمام فضا را پر کرده ناشی می‌شود. چنین میدانی احتمالاً با ذرات دیگر برهمکنش می‌کند و این برهمکنش‌ها می‌تواند روی مقادیر بنیادی اثر گذاشته و باعث ‌شود که آن‌ها هم همراه با تغییر میدان اسکالر در طول زمان تغییر کنند. برای بررسی این تحول، دانشمندان اغلب اجرام نجومی دور را در نظر می‌گیرند که نور آن‌ها میلیاردها سال پیش ساطع شده است.

در مورد نسبت جرم پروتون-الکترون، منجمان به دنبال انتقال‌های غیرمنتظره در طول موج‌هایی از نور هستند که مولکول‌ها جذب می‌کنند. اغلب مولکول‌ها را می‌توان فقط در اجرام نسبتاً نزدیک مشاهده کرد اما مولکول هیدورژن (H2) به حد کافی زیاد هست که در فواصل بزرگ هم دیده ‌شود. ویم یوباچس Wim Ubachs از دانشگاه VU در آمستردام هلند و همکارانش طیف یک کوازار بسیار دور (J1443+2724) را مورد بررسی قرار داده و خطوط جذب H2 از کهکشانی در مقابل کوازار را تشخیص دادند. این علامت جذب وقتی روی طیف گذاشته شده که کیهان فقط 5/1 میلیارد سال داشته است. خطوط نشان می‌دهند که در مقایسه با مقادیر اندازه‌گیری شده روی زمین، هیچ انتقالی (بیشتر از انتقال به سرخ معمولی) وجود ندارد و این به پژوهشگران اجازه داد تا روی تغییرات نسبت جرم پروتون-الکترون حد بالایی از مرتبه چند بخش در میلیون بگذارند. نتایج مذکور حاکی از آن است که میدان اسکالر انرژی تاریک- اگر وجود داشته باشد- در طول 90% از عمر کیهان مقدار بسیار کمی تغییر کرده است.

این تحقیق در Physical Review Letters به چاپ رسیده است. -